TWI383186B - 鏡頭筒 - Google Patents

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TWI383186B TW094142146A TW94142146A TWI383186B TW I383186 B TWI383186 B TW I383186B TW 094142146 A TW094142146 A TW 094142146A TW 94142146 A TW94142146 A TW 94142146A TW I383186 B TWI383186 B TW I383186B
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Description

鏡頭筒
本發明係關於一種鏡筒,並特別是一種具有徑向縮回光學元件的鏡筒,該光學元件可以從拍攝光軸位置徑向縮回到徑向縮回位置。
一般而言,在伸縮鏡筒中,其中的拍攝光軸藉由使用反射鏡或者稜鏡而沒有偏斜,其中縮回(容納)狀態的鏡筒的長度不能比其中的光軸方向的拍攝光學系統的光學元件的總厚度短。但是,已經需要進一步減少縮回的拍攝鏡頭的長度以獲得非常短的拍攝鏡頭。作為需求的解決方法,本發明的申請人已經提供了一種變焦鏡頭,該鏡頭在縮回狀態的長度藉由將拍攝光學系統的一部分徑向縮離其中的拍攝光軸而進一步減少。所述的變焦鏡頭在台灣專利公告號為NO.I229231中公開。
在上述的變焦鏡筒中,該光學系統的一部分徑向縮回到偏離光軸的位置(徑向縮回位置)。因此,需要在其中的每個移動範圍(在拍攝光軸上的拍攝位置和徑向縮回位置)的末端高精確度(精密度)定位徑向縮回光學元件。如果該位置的精確度低,則可能削弱拍攝位置的光學特性,而且,可能需要更大的空間以允許在其中的每個可移動範圍的末端該徑向移動光學元件超出,從而該徑向縮回機構的大小必須被構造得更大。
本發明提供了一種具有徑向縮回光學元件的高定位精確度的鏡筒,尤其是在徑向縮回位置。
根據本發明的一個態樣,提供了一種鏡筒,其包括:構成拍攝光學系統的一部分的徑向縮回光學元件,其可以在拍攝光學系統的光軸上的拍攝位置和偏離光軸位置的徑向縮回位置之間移動;對於平行於該光軸延伸的旋轉軸而轉動的擺動構件,該擺動構件與徑向縮回光學元件相連,進而藉由其中的向前旋轉將徑向縮回光學元件從拍攝位置移動到徑向縮回位置,並藉由其中的向後旋轉將徑向縮回光學元件從徑向縮回位置移動到拍攝位置;以及縮回位置固定裝置,其用於當擺動構件進一步向前轉動時,在縮回位置維持徑向縮回光學元件,即使在徑向縮回光學元件從拍攝位置達到徑向縮回位置之後也是如此。
吾人希望該縮回位置固定裝置包括形成於光學元件固定器上的弧形面,該固定器固定徑向縮回光學元件,當徑向縮回光學元件位於徑向縮回位置時,該弧形面具有位於該擺動構件的樞軸上的中心並與該擺動構件緊靠。
吾人希望光學元件固定器包括與弧形面連續形成的徑向縮回導軌面,當擺動構件鄰接徑向縮回導軌面時,該徑向縮回導軌面經由旋轉移動該擺動構件來引導徑向縮回光學元件在拍攝位置和徑向縮回位置之間移動。
吾人希望該鏡筒包括用於將徑向縮回光學元件向拍攝位置偏置的偏置裝置,其中該偏置裝置根據徑向縮回光學元件在拍攝位置和徑向縮回位置之間的移動來改變其偏置力,使得當徑向縮回光學元件位於徑向縮回位置時,偏置力最大。
吾人希望徑向縮回光學元件在正交於拍攝光軸的方向上在拍攝位置和徑向縮回的位置之間直線移動。
吾人希望徑向縮回光學元件包括在拍攝光學系統的成像位置提供的影像感測器。
吾人希望擺動構件包括旋轉桿,其具有平行於該光軸延伸的樞軸旋轉支撐的轉動端部,及與固定該徑向縮回光學元件的光學元件固定器接觸的施力端部。
吾人希望鏡筒包括影像穩定器,該穩定器偵測施加在拍攝光學系統上的振動,並將該徑向縮回光學元件在正交於光軸的平面中移動,以依據振動的方向和大小來消除影像抖動。
第一圖和第二圖表示結合在變焦鏡頭相機中的變焦鏡頭10的橫截面。變焦鏡頭10具有盒形的殼體11和一個可伸縮地支撐在殼體11中的可伸縮筒部分12。殼體11被相機的外部元件覆蓋,外部元件在圖中未表示。變焦鏡頭10的拍攝光學系統包括第一鏡頭群13a,快門13b,光圈13c,第二鏡頭群13d,第三鏡頭群(徑向可縮回光學元件)13e,低通濾波器(徑向可縮回光學元件)13f,和CCD影像感測器(徑向可縮回光學元件)13g(下文中稱為CCD),從物體側(第一圖和第二圖中所示的左側)看去具有上述順序。如第五圖中所示,CCD 13g與具有影像處理電路的控制電路14a相連。這樣,電子影像可以在相機外表面上帶的LCD監視器14b上顯示,且電子影像資料可以存儲在記憶體14c中。在第二圖所示變焦鏡頭10的拍攝狀態(準備拍攝的狀態)中,構成拍攝光學系統的全部光學元件排列在相同的拍攝光軸Z1上。另一方面,在第一圖所示變焦鏡頭10的容納(徑向縮回)狀態中,第三鏡頭群13e,低通濾波器13f和CCD 13g從拍攝光軸Z1移至在殼體11中向上徑向縮回,且第二鏡頭群13d直線縮回到由於第三鏡頭群13e,低通濾波器13f和CCD 13g向上徑向縮回運動而產生的空間中,這減小了變焦鏡頭10在其縮回狀態中的長度。下文中將對包括徑向縮回機構的變焦鏡頭10的全部結構作詳細說明,該徑向縮回機構用於向上徑向縮回光學元件。在下面的說明中,裝有變焦鏡頭10的變焦鏡頭相機體的垂直方向和水平方向從其前方看去時分別表示為y軸和x軸。
殼體11具有中空盒形部分15和一個中空固定環部分16,該中空固定環部分16在中空盒形部分15的前壁15a上形成,從而圍繞拍攝光軸Z1封閉拍攝光學系統。作為固定環部分16中心的旋轉中心軸Z0平行於拍攝光軸Z1,並偏移地位於拍攝光軸Z1下方。縮回空間(預留空間)SP(第一圖和第二圖)在盒形部分15中形成並位於固定環部分16上方。
變焦齒輪17(第八圖、第十圖和第十一圖)支撐在固定環部分16的內圓周表面側上,圍繞一個平行於旋轉中心軸Z0的軸旋轉。變焦齒輪17藉由殼體11支撐的變焦馬達MZ(第五圖、第十圖和第十一圖)來回旋轉。此外,固定環部分16在其內圓周表面上具有內螺紋16a,圓周槽16b和多個直線導槽16c(第八圖中只表示了其中一個)。圓周槽16b是一個環形槽,其中心位於旋轉中心軸Z0上,而多個直線導槽16c平行於旋轉中心軸Z0(見第三圖、第四圖和第八圖)。
螺紋環18支撐在固定環部分16內側,以圍繞旋轉中心軸Z0旋轉。螺紋環18具有與固定環部分16內螺紋16a嚙合的外螺紋18a,從而由於內螺紋16a與外螺紋18a的嚙合,螺紋環18可以在旋轉的同時,在光軸方向前伸或縮回。螺紋環18在其外圓周面上,在外螺紋18a的前方,還具有多個旋轉引導突出部18b(第八圖中只表示了其中兩個)。在第二圖至第四圖表示的狀態中,螺紋環18相對於固定環部分16,前伸到其最前端的位置,內螺紋16a與外螺紋18a彼此分離,同時多個旋轉引導突出部18b可滑動地裝在圓周槽16b中,從而防止螺紋環18繼續在光軸方向運動且只允許螺紋環18在光軸方向的一個固定位置上旋轉。螺紋環18在外螺紋18a的螺紋上還具有與變焦齒輪17嚙合的環狀正齒輪18c。正齒輪18c的齒平行於拍攝光軸Z1排列。變焦齒輪17在其軸向延長,以致於在螺紋環18的整個運動範圍(從第一圖和第十圖中所示的螺紋環18縮回狀態至第二圖和第十一圖中所示螺紋環18延伸狀態)的時間內與正齒輪18c嚙合。螺紋環18由兩個在光軸方向上可分離的組合環構件構成。在第十圖和第十一圖中,只表示了螺紋環18的後部環構件。
直線引導環20支撐在螺紋環18的內側。如第四圖中所示,直線引導環20在靠近其後端處具有一個直線引導突出部20a,並藉由直線引導突出部20a與固定環部分16直線引導槽16c的可滑動結合,沿著旋轉中心軸Z0(和拍攝光軸Z1)直線引導。在螺紋環18的內圓周面和直線引導環20的外圓周面之間,具有旋轉引導部分21。螺紋環18由直線引導環20支撐成可以相對於直線引導環20旋轉,並可以經由旋轉引導部分21與直線引導環20一起在光軸方向運動。旋轉引導部分21由一些在軸向不同位置上具有的圓周槽和一些徑向突出部組成,其中的每個突出部都可滑動地結合在相應的圓周槽中(見第三圖和第四圖)。
直線引導環20在其內圓周面上具有多個平行於旋轉中心軸Z0(和拍攝光軸Z1)延伸的直線引導槽20b(第一圖至第四圖中的每圖都僅表示了其中一個槽)。多個從第一鏡頭群直線引導環22徑向向外突出的直線引導突出部22a(第一圖至第四圖中的每圖都僅表示了其中一個槽)和多個從第二鏡頭群直線引導環23徑向向外突出的直線引導突出部23a(第一圖至第四圖中的每圖都僅表示了其中一個槽)分別與多個直線引導槽20b可滑動地結合。第一鏡頭群直線引導環22經由在第一鏡頭群直線引導環22內圓周面上形成的多個直線引導槽22b(第二圖和第三圖中的每圖都僅表示了其中一個槽),在平行於旋轉中心軸Z0(和拍攝光軸Z1)的方向引導第一鏡頭群支撐框架24。第二鏡頭群直線引導環23經由多個直線引導鍵23b(第一圖至第四圖中的每圖都僅表示了其中一個鍵),在平行於旋轉中心軸Z0(和拍攝光軸Z1)的方向直線地引導第一鏡頭群支撐框架25。第一鏡頭群支撐框架24藉由聚焦框架29支撐第一鏡頭群13a,而第二鏡頭群支撐框架25支撐第二鏡頭群13d。
在直線引導環20內側具有可以圍繞旋轉中心軸Z0旋轉的凸輪環26。凸輪環26由第一鏡頭群直線引導環22和第二鏡頭群直線引導環23支撐,並可以相對於第一鏡頭群直線引導環22和第二鏡頭群直線引導環23中的每一個旋轉,並可以經由旋轉引導部分27和28(見第四圖)與上述兩環一起在光軸方向運動。如第三圖和第四圖所示,旋轉引導部分27由一個在凸輪環26外圓周面上形成的不連續圓周槽27a(第三圖中未表示),和從第一鏡頭群直線引導環22徑向向內突出的內凸緣27b組成,該內凸緣27b可滑動地結合在不連續圓周槽27a中。如第三圖和第四圖所示,旋轉引導部分28由一個在凸輪環26內圓周面上形成的不連續圓周槽28a(第三圖中未表示),和一個從第二鏡頭群直線引導環23徑向向外突出的外凸緣28b組成,該外凸緣28b可滑動地結合在不連續圓周槽28a中。
如第四圖所示,在凸輪環26上具有多個徑向向外突出的從動突出部26a(第四圖中只表示了其中之一)。這些從動突出部26a穿過多個在直線引導環20中形成的從動引導槽20c(第四圖中只表示了其中之一),結合在多個在螺紋環18內圓周面上形成的旋轉傳遞槽18d(第四圖中只表示了其中之一)中。每一旋轉傳遞槽18d都平行於旋轉中心軸Z0(和拍攝光軸Z1),且每一從動突出部26a可滑動地結合在相應旋轉傳遞槽18d中,以防止相對於相應旋轉傳遞槽18d在圓周方向上運動。從而,螺紋環18的旋轉經由多個旋轉傳遞槽18d和多個從動突出部26a之間的結合被傳遞給凸輪環26。儘管每一從動引導槽20c的漸變形狀沒有在圖中表示,但每一從動引導槽20c都包括一個中心在旋轉中心軸Z0上的圓周槽部分和一個平行於內螺紋16a的傾斜導向槽部分。因此,當由於螺紋環18的旋轉而旋轉時,凸輪環26旋轉,同時如果每一從動突出部26a都結合在相應從動引導槽20c的導向槽部分中時,凸輪環26沿著旋轉中心軸Z0(和拍攝光軸Z1)前後運動,而如果每一從動突出部26a都結合在相應從動引導槽20c的圓周槽部分中時,則凸輪環26在光軸方向的一個固定位置上旋轉,而不前後運動。
凸輪環26是一個在其外部和內部圓周面上分別具有多個外凸輪槽26b(第三圖中只表示了其中之一)和多個內凸輪槽26c(第三圖和第四圖中只表示了其中之一)的雙側凸輪環。這些外凸輪槽26b分別可滑動地與多個從第一鏡頭群支撐框架24徑向向內突出的凸輪從動件24a(第三圖中只表示了其中之一)結合,而內凸輪槽26c分別可滑動地與多個從第二鏡頭群支撐框架25徑向向外突出的凸輪從動件25a(第三圖和第四圖中的每圖都只表示了其中之一)結合。從而,當凸輪環26旋轉時,由第一鏡頭群直線引導環22在光軸方向直線引導的第一鏡頭群支撐框架24根據這些外凸輪槽26b的輪廓,沿著旋轉中心軸Z0(和拍攝光軸Z1)以預定的動作前後運動。同樣,當凸輪環26旋轉時,由第二鏡頭群直線引導環23在光軸方向直線引導的第二鏡頭群支撐框架25根據這些內凸輪槽26c的輪廓,沿著旋轉中心軸Z0(和拍攝光軸Z1)以預定的動作前後運動。
第二鏡頭群支撐框架25具有容納第二鏡頭群13d的柱形部分25b(見第一圖和第二圖),並在柱形部分25b的前方支撐快門13b和光圈13c以允許快門13b和光圈13c中的每一個開啟和關閉。快門13b和光圈13c可以分別藉由快門致動器MS和光圈致動器MA開啟和關閉,其由第二鏡頭群支撐框架25支撐(見第五圖和第十五圖)。
容納第一鏡頭群13a的聚焦框架29由第一鏡頭群支撐框架24支撐,能沿著旋轉中心軸Z0(和拍攝光軸Z1)運動。聚焦框架29可以藉由聚焦馬達MF前後運動(見第五圖)。
變焦馬達MZ、快門致動器MS、光圈致動器MA和聚焦馬達MF中的每一個都由控制電路14a控制。開啟相機主開關14d(見第五圖)時,驅動變焦馬達MZ將變焦鏡頭10帶動到第二圖所示的拍攝狀態。關閉相機主開關14d(見第五圖)時,變焦鏡頭10從拍攝狀態移動到第一圖所示的縮回狀態。
上述變焦鏡頭10的運作總結如下。當在第一圖所示變焦鏡頭10的縮回狀態中開啟主開關14d時,驅動變焦齒輪17向鏡筒前伸位置旋轉。從而,螺紋環18在旋轉的同時在光軸方向向前運動,同時,直線引導環20與螺紋環18一起直線向前運動。此外,螺紋環18的旋轉導致凸輪環26相對於直線引導環20在旋轉的同時在光軸方向上向前運動。第一鏡頭群直線引導環22和第二鏡頭群直線引導環23與凸輪環26一起在光軸方向直線向前運動。第一鏡頭群支撐框架24和第二鏡頭群支撐框架25中的每一個都相對於凸輪環26以預定的動作在光軸方向上運動。因此,當變焦鏡頭10從其縮回狀態伸展開時,第一鏡頭群13a在光軸方向上的運動量由凸輪環26相對於固定環部分16的運動量與第一鏡頭群支撐框架24相對於凸輪環26的運動量(第一鏡頭群支撐框架24藉由凸輪槽26b的前伸/縮回量)的和決定。而且,當變焦鏡頭10從其縮回狀態伸展開時,第二鏡頭群13d在光軸方向上的運動量由凸輪環26相對於固定環部分16的運動量與第二鏡頭群支撐框架25相對於凸輪環26的運動量(第二鏡頭群支撐框架25藉由凸輪槽26c的前伸/縮回量)的和決定。
第六圖表示螺紋環18和凸輪環26的運動軌跡及第一鏡頭群13a和第二鏡頭群13b相對於凸輪環16的運動軌跡(凸輪槽26b和凸輪槽26c的凸輪圖)。垂直軸表示鏡筒從變焦鏡頭10的縮回狀態到其長焦極限位置的旋轉量(角度位置),而水平軸表示鏡筒在光軸方向上的運動量。如第六圖所示,螺紋環18在光軸方向上向前運動,同時旋轉到一個旋轉角度θ1,該角度大致位於變焦鏡頭10從縮回位置(第一圖所示)至廣角極限位置(如第二圖中所示,從拍攝光軸Z1上,由變焦鏡頭10的上半部分表示)的延伸範圍中點,而螺紋環18如上述在變焦鏡頭10從旋轉角度θ1至長焦極限位置(如第四圖中所示,從拍攝光軸Z1上,由變焦鏡頭10的下半部分表示)的延伸範圍內,在光軸方向一個固定位置中旋轉。另一方面,凸輪環26在光軸上向前運動,同時旋轉到一個旋轉角度θ2,該角度在變焦鏡頭10從縮回位置延伸至廣角極限位置的範圍內,緊接在變焦鏡頭10廣角極限位置後,而凸輪環26類似於螺紋環18,如上述在變焦鏡頭10從旋轉角度θ2至長焦極限位置的延伸範圍內,在光軸方向一個固定位置中旋轉。在從廣角極限位置到長焦極限位置的變焦範圍內,第一鏡頭群13a在光軸方向上的運動量由第一鏡頭群支撐框架24相對於凸輪環26的運動量(第一鏡頭群支撐框架24藉由凸輪槽26b的前伸/縮回量)決定,其中凸輪環26在光軸方向中的一個固定位置上旋轉,而第二鏡頭群13d光軸方向上的運動量由第二鏡頭群支撐框架25對於凸輪環26的運動量(第二鏡頭群支撐框架25藉由凸輪槽26c的前伸/縮回量)決定,其中凸輪環26在光軸方向中的一個固定位置上旋轉。變焦鏡頭10的焦距根據光軸方向上第一鏡頭群13a和第二鏡頭群13d之間的相對運動而變化。第七圖表示第一鏡頭群13a的實際運動路徑,其藉由結合螺紋環18和凸輪環26的運動量與第一鏡頭群13a藉由凸輪槽26b的運動量而獲得。第七圖還表示了第二鏡頭群13d的實際運動路徑,其藉由結合螺紋環18和凸輪環26的運動量與第二鏡頭群13d藉由凸輪槽26c的運動量而獲得。
在從廣角極限位置到長焦極限位置的變焦範圍內,使用聚焦馬達MF獨立於其他光學元件,藉由在光軸方向移動第一鏡頭群13a而執行聚焦運作。
第一鏡頭群13a和第二鏡頭群13d的運作已經在上文中進行了說明。在本發明的變焦鏡頭10中,變焦鏡頭10從第三鏡頭群到CCD 13g的光學元件可以從拍攝光軸Z1上的拍攝位置縮回到位於上述拍攝位置上方的偏離光軸的縮回位置(徑向縮回位置)Z2。此外,藉由在垂直於拍攝光軸Z1的平面上將光學元件從第三鏡頭群移動到CCD 13g,也可以消除影像抖動。下文中將說明縮回機構和影像穩定機構。
如第八圖和第十九圖所示,由CCD固定器30容納的第三鏡頭群13e、低通濾波器13f和CCD 13g可以作為一個單元。CCD固定器30具有固定器體3Oa、密封構件30b和壓板30c。第三鏡頭群13e由固定器體30a支撐在其前端的孔中。低通濾波器13f支撐在一個固定器體30a內表面上形成的凸緣和密封構件30b之間,而CCD 13g支撐在密封構件30b和壓板30c之間。固定器體30a和壓板30c藉由三個固定螺絲30d(見第十五圖和第十八圖)彼此分離地圍繞CCD固定器30的中心軸(變焦鏡頭10拍攝狀態中的拍攝光軸Z1)排列固定。三個固定螺絲30d還將固定影像傳遞可撓性印刷線路板31的一個端部固定到壓板30c的後表面上,使得CCD 13g的感光層與影像傳遞可撓性印刷線路板31電連接。
影像傳遞可撓性印刷線路板31從其在CCD 13g上的連接端延伸到殼體11中的縮回空間SP。影像傳遞可撓性印刷線路板31具有第一直線部分31a,U形部分31b,第二直線部分31c,和第三直線部分31d(見第一圖和第二圖)。第一直線部分31a與拍攝光軸Z1實質上成直角並向上延伸。U形部分31b從第一直線部分31a向前彎曲。第二直線部分31c從U形部分31b向下延伸。第三直線部分31d從第二直線部分31c向上折疊。第三直線部分31d固定到殼體11前臂15a的內表面。第一直線部分31a,U形部分31b和第二直線部分31c(除第三直線部分31d外)用作一個自由變形部分,其可以根據CCD固定器30的動作自由彈性變形。
CCD固定器30經由圍繞CCD固定器30中心軸(在變焦鏡頭10準備拍攝狀態中的拍攝光軸Z1)分離排列的三個調節螺絲33(見第十五圖和第十八圖)由水平運動框架32支撐。三個壓縮螺旋彈簧34安裝在CCD固定器30和水平運動框架32之間。三個調節螺絲33的軸部分分別插入三個壓縮螺旋彈簧34中。當改變調節螺絲33的扭緊量時,每一螺旋彈簧34的壓縮量也分別改變。調節螺絲33和壓縮螺旋彈簧34位於圍繞第三鏡頭群13e光軸的三個不同位置上,從而,CCD固定器30相對于水平運動框架32的傾斜,或第三鏡頭群13e光軸相對於拍攝光軸Z1的傾斜,可以藉由改變三個調節螺絲33的扭緊量調節。
如第十六圖所示,水平運動框架32由垂直運動框架(光學元件固定器)36支撐,以經由在x軸方向上延伸的水平引導軸35相對運動。特別地,水平運動框架32具有一個矩形框架部分32a,其封閉CCD固定器30和從框架部分32a水平延伸的臂部分32b。一個彈簧支撐突出部32c在框架部分32a的上表面上形成,而一個傾斜面32d和一個位置限制面32e在臂部分32b的一個端部上形成。位置限制面32e是一個平行於y軸的平面。另一方面,垂直運動框架36具有一對運動限制框架36a和36b,一個彈簧支撐部分36c,一個上軸承部分36d,和一個下軸承部分36e。該對運動限制框架36a和36b在x軸方向上間隔分離地佈置。彈簧支撐部分36c位於運動限制框架36a和36b之間。上軸承部分36d位於從彈簧支撐部分36c在x軸方向延伸的直線上。下軸承部分36e位於上軸承部分36d的下方。如第十七圖所示,水平運動框架32由垂直運動框架36在一種狀態中支撐,在該狀態中,框架部分32a位於運動限制框架36a和36b之間,而傾斜面32d和臂部分32b的位置限制面32e位於運動限制框架36b和上軸承部分36d之間。
水平引導軸35的一端固定到垂直運動框架36的運動限制框架36a上,而水平引導軸35的另一端固定到垂直運動框架36的上軸承部分36d上。分別在運動限制框架36b和彈簧支撐部分36c上形成的兩個穿透孔彼此水平排列,以允許水平引導軸35穿過運動限制框架36b和彈簧支撐部分36c。水平引導軸35插入的水平穿透孔32x1和32x2(見第十七圖)分別在水平運動框架32的臂部分32b和彈簧支撐突出部32c上形成。水平運動框架32的水平穿透孔32x1和32x2及上述兩個分別在運動限制框架36b和彈簧支撐部分36c上形成的穿透孔彼此水平排列。由於水平引導軸35可滑動地裝在水平穿透孔32x1和32x2中,因此水平運動框架32由垂直運動框架36支撐,以在x軸方向上可相對於垂直運動框架36運動。水平運動框架偏置彈簧37安裝在水平引導軸上彈簧支撐突出部32c和彈簧支撐部分36c之間。水平運動框架偏置彈簧37是一個壓縮螺旋彈簧並使水平運動框架32向一個方向(第十七圖中向左)偏置,以使彈簧支撐突出部32c靠近運動限制框架36a。
垂直穿透孔36y1和36y2(見第十六圖)進一步分別在垂直運動框架36的上軸承部分36d和下軸承部分36e中形成,這兩個孔在沿著正交於拍攝光軸Z1的y軸方向的一條直線上延伸。垂直穿透孔36y1和垂直穿透孔36y2垂直排列,而垂直引導軸38(見第八圖和第九圖)穿過垂直穿透孔36y1和垂直穿透孔36y2。垂直引導軸38的兩端都固定到殼體11上,從而,垂直運動框架36可以在相機內部沿著垂直引導軸38在y軸方向上運動。更具體地,垂直運動框架36可以在第一圖中所示拍攝位置和第二圖中示縮回位置之間運動。當垂直運動框架36位於如第二圖中所示拍攝位置中時,CCD固定器30中的第三鏡頭群13e的中心、低通濾波器13f和CCD 13g位於拍攝光軸Z1上。當垂直運動框架36位於如第一圖中所示徑向縮回位置中時,CCD固定器30中的第三鏡頭群13e的中心、低通濾波器13f和CCD 13g位於偏離光軸的縮回位置Z2上,該縮回位置Z2位於固定環部分16上方。
垂直運動框架36具有從垂直運動框架36側面在離開垂直穿透孔36y1的方向水平突出的彈簧鈎部分36f,和在彈簧鈎部分36f和固定到殼體11中的彈簧鈎部分11a(見第八圖和第十五圖)之間延伸的垂直運動框架偏置彈簧(偏置裝置)39。垂直運動框架偏置彈簧39是一個拉伸螺旋彈簧並使垂直運動框架36向下偏置(即,如第二圖中所示向其拍攝位置偏置)。
如上述,固定CCD固定器30的水平運動框架32由垂直運動框架36支撐,以能在x軸方向相對於垂直運動框架36運動,而垂直運動框架36經由垂直引導軸38由殼體11支撐,以能在y軸方向相對於殼體11運動。影像抖動可以藉由在x軸方向和y軸方向移動CCD固定器30消除。為了達到這一點,水平驅動桿40和垂直驅動桿41作為實現CCD固定器30這種運動的運作機構元件。水平驅動桿40和垂直驅動桿41在桿轉軸42上樞轉,能夠彼此獨立旋轉(擺動)。桿轉軸42位於殼體11中,並平行於拍攝光軸Z1固定。
如第九圖和第二十圖所示,水平驅動桿40的下端樞轉於桿轉軸42上,而水平驅動桿40的上端具有一個施力端40a。水平驅動桿40在施力端40a附近具有一個在光軸方向上向後突出的運作插銷40b,和一個在光軸方向上向前突出的彈簧鈎部分40c。如第十二圖所示,水平驅動桿40的施力端40a緊靠著第一運動構件43的凸出部43b。第一運動構件43由一對平行的導閂44(44a和44b)支撐,以在x軸方向滑動,而傳動螺母構件45緊靠著第一運動構件43。傳動螺母構件45具有一個內螺紋孔45b和一個滑動安裝在導桿44b上的旋轉限制槽45a(見第九圖),第一步進馬達46的傳動軸(進給螺桿)46a擰入內螺紋孔45b中。如第十三圖和第十四圖中所示,傳動螺母構件45從左側緊靠著第一運動構件43。拉伸螺旋彈簧47的一端鈎在水平驅動桿40的彈簧鈎部分40c上,而彈簧47的另一端鈎在從殼體11內表面突出部的彈簧鈎部分11b上(見第十二圖)。拉伸螺旋彈簧47將水平驅動桿40向一個方向偏置,以使第一運動構件43緊靠著傳動螺母部分45,即,第十三圖、第十四圖和第二十圖中所示的逆時針位置。由於這種結構,運作第一步進馬達46導致傳動螺母構件45沿著導桿44移動,同時導致第一運動構件43與傳動螺母構件一起運動,從而造成水平驅動桿40圍繞桿轉軸42擺動。特別地,如第十三圖和第十四圖所示,向右移動傳動螺母構件45導致傳動螺母構件45克服拉伸彈簧47的偏置力,向相同方向壓第一運動構件43,從而導致水平驅動桿40如第十三圖和第十四圖中所示順時針旋轉。反之,如第十三圖和第十四圖所示,向左移動傳動螺母構件45導致第一運動構件43向相同方向移動,同時由於拉伸彈簧47的偏置力,接著使傳動螺母構件45向左移動,從而導致水平驅動桿40如第十三圖和第十四圖中所示逆時針旋轉。
如第二十圖所示,緊靠著位置限制面32e的水平驅動桿40的運作插銷40b位於水平運動框架32臂部分32b的末端。由於水平運動框架32如第二十圖所示被水平運動框架偏置彈簧37向左偏置,因此運作插銷40b與位置限制面32e保持接觸。當水平驅動桿40擺動時,運作插銷40b的位置沿著x軸方向變化,從而水平運動框架32沿著水平引導軸35運動。特別地,如第二十圖所示順時針旋轉水平驅動桿40,導致運作插銷40b壓位置限制面32e,使得水平運動框架32如第二十圖所示,克服水平運動框架拉伸彈簧37的偏置力向右移動。反之,如第二十圖所示逆時針旋轉水平驅動桿40,導致運作插銷40b向遠離位置限制面32e的方向運動(第二十圖中向左),使得水平運動框架32向相同方向移動,同時由於水平運動框架拉伸彈簧37的偏置力,接著使運作插銷40b向左移動。
如第九圖和第二十一圖所示,和水平驅動桿40的情況一樣,垂直驅動桿41的下端樞轉於桿轉軸42上,而垂直驅動桿41的上端具有一個施力端41a。垂直驅動桿41比水平驅動桿40長,且施力端41a向上突出到一個位置,該位置高於施力端40a的位置。垂直驅動桿41在桿轉軸42和施力端41a之間具有一個向右突出的受壓傾斜面41b,如第二十一圖中所示。垂直驅動桿41在受壓傾斜面41b上方具有一個彈簧鈎部分41c。如第十二圖中所示,施力端41a緊靠著第二運動構件50的凸出部50b。第二運動構件50由一對平行的導閂51(51a和51b)支撐,以在x軸方向滑動,而傳動螺母構件52緊靠著第二運動構件50。傳動螺母構件52具有一個內螺紋孔52b和一個滑動安裝在導桿51b上的旋轉限制槽52a。第二步進馬達53的傳動軸(進給螺桿)53a扭入內螺紋孔52b中。如第十三圖和第十四圖中所示,從相機前方看過去時,傳動螺母構件52從左側緊靠著第二運動構件50。拉伸螺旋彈簧54的一端鈎在垂直驅動桿41的彈簧鈎部分41c上,而彈簧54的另一端鈎在殼體11內表面上形成的彈簧鈎部分上(圖中未表示)。拉伸螺旋彈簧54將垂直驅動桿41向一個方向偏置,以使第二運動構件50緊靠著傳動螺母部分52,即,第十三圖、第十四圖和第二十一圖中所示的逆時針位置。由於這種結構,運作第二步進馬達53導致傳動螺母構件52沿著導桿51移動,同時導致第二移動構件50與傳動螺母構件52一起運動,從而造成垂直驅動桿41圍繞桿轉軸42擺動。特別地,如第十三圖和第十四圖所示,向右移動傳動螺母構件52導致傳動螺母構件52克服拉伸彈簧54的偏置力,向相同方向壓第二移動構件50,從而導致垂直驅動桿41如第十三圖和第十四圖中所示順時針旋轉。反之,如第十三圖和第十四圖所示,向左移動傳動螺母構件52導致第二移動構件50向相同方向移動,同時由於拉伸彈簧54的偏置力,接著使傳動螺母構件52向左移動,從而導致垂直驅動桿41如第十三圖和第十四圖中所示逆時針旋轉。
如第二十一圖所示,緊靠著垂直驅動桿41的受壓傾斜面41b與從垂直運動框架36上軸承部分36d向前突出的壓銷36g接觸。由於垂直運動框架36如第二十一圖所示被垂直運動框架偏置彈簧39向下偏置,因此壓銷36g與受壓傾斜面41b保持接觸。當垂直驅動桿41擺動時,受壓傾斜面41b相對於壓銷36g的夾角改變,從而垂直運動框架36沿著垂直引導軸38運動。特別地,如第二十一圖所示順時針旋轉垂直驅動桿41,導致受壓傾斜面41b向下壓壓銷36g,使得垂直運動框架36克服垂直運動框架拉伸彈簧39的偏置力向上移動。反之,如第二十一圖所示逆時針旋轉垂直驅動桿41,導致受壓傾斜面41b上的對接點相對於壓銷36g下降,使得垂直運動框架36在垂直運動框架拉伸彈簧39的偏置力作用下向下移動。
在上述結構中,藉由驅動第一步進馬達46前進或後退,能使水平運動框架32在x軸方向上向左或向右運動。此外,藉由驅動第二步進馬達53前進或後退,能使垂直運動框架36在y軸方向上向上或向下運動。
第一運動構件43具有一個板部分43a,而第二運動構件50具有一個板部分50a。水平運動框架32的初始位置可以藉由光感測器55偵測,該光感測器55具有一個光發射器和一個光接收器,如第八圖、第十圖和第十一圖中所示,當板部分43a穿過光感測器55的光發射器和光接收器之間時,光發射器和光接收器彼此分離佈置。板部分43a和光感測器55構成一個光電遮斷器。同樣,垂直運動框架36的初始位置可以藉由光感測器56偵測,該光感測器56具有一個光發射器和一個光接收器,如第八圖、第十圖和第十一圖中所示,當板部分50a穿過光感測器56的光發射器和光接收器之間時,光發射器和光接收器彼此分離佈置。板部分50a和光感測器56構成一個光電遮斷器。兩個光感測器55和56固定在殼體11前壁上形成的兩個固定孔15a1和15a2(見第八圖)中,並支撐在這兩個孔中。
該變焦鏡頭相機實施例具有一個影像抖動偵測感測器57(見第五圖),該感測器偵測圍繞兩個軸(相機的垂直和水平軸)的角速度,這兩個軸在垂直於光軸Z1的平面中互相正交。相機抖動(振動)的大小和方向藉由影像抖動偵測感測器57偵測。控制電路14a藉由影像抖動偵測感測器57對兩個軸向的相機抖動角速度定時積分,而偵測運動角。然後,控制電路14a從移動角計算焦面(CCD 13g的影像表面/光接收表面)上的影像在x軸方向和y軸方向上的運動量。為了消除相機抖動,控制電路14還計算水平運動框架32和垂直運動框架36在各自軸向上的驅動量和驅動方向(第一步進馬達46和第二步進馬達53的驅動脈衝)。於是,第一步進馬達46和第二步進馬達53致動且其運作根據計算值而控制。以這種方式,水平運動框架32和垂直運動框架36中的每一個向驅動計算方向驅動計算量,以消除拍攝光軸Z1的抖動,從而穩定焦面上的影像。相機可以藉由開啟拍攝模式選擇開關14e(見第五圖)而進入該影像穩定模式。如果開關14e處於關閉狀態,則影像穩定功能不起作用,從而執行正常的拍攝運作。
當變焦鏡頭10從拍攝狀態縮回時,該變焦鏡頭相機實施例使用部分上述影像穩定機構執行第三鏡頭群13e,低通濾波器13f和CCD 13g向偏離光軸縮回位置Z2進入縮回空間SF的縮回運作。如第二十二圖和第二十三圖所示,縮回桿60位於垂直運動框架36下方。縮回桿(擺動構件)60裝在轉軸60a上以圍繞該軸旋轉(擺動)。同軸齒輪61裝在縮回桿60旁邊,並同軸地位於轉軸(擺動構件的旋轉軸)60a上,以在轉軸60a上轉動。轉動力藉由兩個中繼齒輪62和63,從中間齒輪64傳向同軸齒輪61。作為縮回桿60和同軸齒輪61旋轉軸線的轉軸60a、中繼齒輪62和63的旋轉軸線,和中間齒輪64的旋轉軸線都平行於旋轉中心軸Z0(和拍攝光軸Z1)。
如第九圖、第二十二圖和第二十三圖所示,縮回桿60在轉軸60a附近具有一個旋轉傳遞突出部60b,該突出部60b的橫截面為扇形並在光軸方向上向前突出。同軸齒輪61在其後端具有一個旋轉傳遞突出部61a,該突出部61a在光軸方向上向後突出,具有與旋轉傳遞突出部60b相同的直徑,且與轉軸60a同軸。也就是,旋轉傳遞突出部60b和旋轉傳遞突出部61a具有相同的直徑並位於轉軸60a上彼此周向嚙合。藉由旋轉傳遞突出部61a與縮回桿60的旋轉傳遞突出部60b嚙合,同軸齒輪61將其旋轉傳遞給縮回桿60。當同軸齒輪61旋轉到一個方向,使旋轉傳遞突出部61a與旋轉傳遞突出部60b分離時,同軸齒輪61的旋轉力不傳遞給縮回桿60。如第二十二圖和第二十三圖所示,縮回桿60在扭轉彈簧60c的作用下偏置成向逆時針旋轉,而殼體11在其內部具有一個止動突出部65(見第十三圖、第十四圖、第二十二圖和第二十三圖),其在扭轉彈簧60c的偏置方向上形成縮回桿60的旋轉限制。即,當如第二十二圖和第二十三圖所示,充分逆時針旋轉後,如第二十三圖所示,縮回桿60與止動突出部65接觸。
垂直運動框架36在其底面上具有一個由弧形表面66a和引導面66b組成的相接面66。弧形表面(縮回位置固定裝置)66a具有一個拱形,其與一個在縮回桿60的轉軸60a上轉動的弧形相對應,而引導面66b形成為一個傾斜平面。引導面(徑向縮回引導面)66b的最低點位於該平面與弧形表面66a相連的部分上,且引導面66b在遠離弧形表面66a的方向上(如第二十二圖和第二十三圖所示,在靠近垂直運動框架36左側表面的方向上)逐漸升高。
中間齒輪64在其軸向不同位置上具有一個齒輪部分64a和一個旋轉縮回部分64b。旋轉縮回部分64b具有一個非圓形(D形)橫截面形狀並包括一個大直徑柱形部分64b1和一個扁平部64b2。大直徑柱形部分64b1具有一個不完全的柱形形狀,其直徑大於齒輪部分64a的直徑。扁平部64b2以下述方式在旋轉限制部分64b上形成,即,使得大直徑柱形部分64b1的一部分看起來被切成幾乎成扁平形。在扁平部64b2形成的區域,齒輪部分64a的齒尖從旋轉限制部分64b徑向向外突出。扁平部64b2形成為一個平面,該平面包括一條平行於中間齒輪64旋轉軸的直線。
中間齒輪64位於與螺紋環18外表面相對的位置。根據螺紋環18在光軸方向上的軸向位置(和動作類型),正齒輪面18c對著中間齒輪64的齒輪部分64a(在第十一圖和第十四圖所示的狀態中)或者旋轉限制部分64b(在第十圖和第十三圖所示的狀態中)。當螺紋環18在如上述的一個固定位置上旋轉時,正齒輪18c與齒輪部分64a嚙合。當螺紋環18從固定位置旋轉狀態在縮回方向上運動時,正齒輪18c從中間齒輪64脫離,對著旋轉限制部分64b,從而螺紋環18向中間齒輪64的旋轉傳遞停止。
下面將詳細討論縮回桿60的運作。第二十三圖表示在變焦鏡頭10位於廣角極限位置時,影像穩定機構和縮回機構的元件。在該狀態中,第三鏡頭群13e,低通濾波器13f和CCD 13g位於拍攝光軸Z1上(見第二圖中所示變焦鏡頭10的上半部分),且螺紋環18在該狀態中只允許在光軸方向的一個固定位置上旋轉(見第六圖),同時中間齒輪64的齒輪部分64a與螺紋環18的正齒輪18c嚙合。當螺紋環18從廣角極限位置在縮回方向上旋轉時,在第二十三圖中從中間齒輪64及中繼齒輪62和63看去,同軸齒輪61順時針旋轉。如第二十三圖所示,由於當變焦鏡頭10位於廣角極限位置時,旋轉傳遞突出部61a和旋轉傳遞突出部60b彼此略微分離,因此在同軸齒輪61開始旋轉後一段很短的時間內,沒有轉動力從同軸齒輪61向縮回桿60傳遞。因此,縮回桿60保持在第二十三圖所示的位置中,其中由於扭轉彈簧60c的偏置力,縮回桿60與止動突出部65接觸。然後,一但旋轉傳遞突出部61a與旋轉傳遞突出部60b接觸並對旋轉傳遞突出部60b施壓,則縮回桿60相對於第二十三圖,開始克服扭轉彈簧60c的偏置力順時針旋轉(在向前旋轉的方向上)。在該實施例中,縮回桿60開始旋轉的時間大致與凸輪環26開始從固定位置旋轉狀態(見第六圖)在光軸方向上縮回的角度位置θ2相對應。
當縮回桿60從第二十三圖所示的角度位置順時針旋轉時,在縮回桿60的自由端上形成的施力端(縮回位置固定裝置)60d與垂直運動框架36相接面66的引導面66b接觸。縮回桿60的進一步順時針旋轉導致縮回桿60根據引導面66b的傾斜形狀升高垂直運動框架36,從而使垂直運動框架36在殼體11中沿著垂直引導軸38向上運動。
在第六圖所示的角度位置θ1及角度位置超過θ1後,當螺紋環18在縮回方向上旋轉時,螺紋環在光軸方向固定位置上的旋轉運作,以及隨後螺紋環18在旋轉的同時,開始在光軸方向上向後運動。因此,螺紋環18的正齒輪18c從中間齒輪64的齒輪部分64a上分離,其反過來對著旋轉限制部分64b的扁平部64b2。由於正齒輪18c和齒輪部分64a中的每一個在光軸方向上都具有預定的長度,因此正齒輪18c和齒輪部分64a之間的嚙合不是在螺紋環18的固定位置旋轉狀態變成其在角度位置θ1的旋轉及縮回狀態後立即脫離,而是在角度位置θ3中脫離,在該位置中螺紋環18在縮回方向上進一步縮回很小的運動量。由於正齒輪18c從齒輪部分64a上的這種脫離,因此螺紋環18的旋轉力不再傳遞給中間齒輪64,從而縮回桿60向上的轉動停止。第十五圖和第二十二圖表示縮回桿60在其向上轉動停止的位置中。如第二十二圖中所示,在穿過弧形表面66a和引導面66b的界線後,縮回桿60的施力端60d與弧形表面66a接觸。在這種狀態中,由縮回桿60提升的垂直運動框架36已經移動到如第一圖中所示殼體11中的縮回空間SP中。
變焦鏡頭10的縮回運作不在角度位置θ3結束,在該位置中垂直運動框架36的縮回運動結束。螺紋環18和凸輪環26在旋轉的同時繼續在光軸方向上向後運動。然後,當螺紋環18和凸輪環26如第一圖所示到達其相對縮回位置時,支撐第二鏡頭群13d的第二鏡頭群支撐框架25柱形部分25b縮回殼體11中的空間,當變焦鏡頭10處於拍攝狀態中,該空間被垂直運動框架36佔據。按照這種方式,拍攝光學系統在光軸方向上的厚度可以在變焦鏡頭10的縮回狀態中縮小,使得有可能減小變焦鏡頭10的厚度,反過來能夠減小相機包括變焦鏡頭10的厚度。
在上述變焦鏡頭的縮回運作中,在變焦鏡頭10縮回到角度位置θ3後,正齒輪18c面對旋轉縮回部分64b的扁平部64b2,在角度位置θ3中,中間齒輪64的齒輪部分64a和螺紋環18的正齒輪18c之間的嚙合脫離。在這種正齒輪18c對著扁平部64b2的狀態中,扁平部64b2位於正齒輪18c的齒尖(最外側的圓周/齒頂圓)附近。因此,即使中間齒輪64開始旋轉,扁平部64b2位於正齒輪18c的外圓周附近,以防止中間齒輪64旋轉(見第十圖和第十三圖)。按照這種方式,防止中間齒輪64在變焦鏡頭10的縮回狀態中意外旋轉,從而縮回桿60可以穩固地鎖止在上部旋轉位置。換言之,在第二十二圖中所示的縮回狀態中,儘管縮回桿60在扭轉彈簧60c作用下逆時針(在向後旋轉的方向上)偏置,藉由由同軸齒輪61、一對中繼齒輪62和63及中間齒輪64組成的齒輪系,防止縮回桿60逆時針旋轉。中間齒輪64的扁平部64b2和正齒輪18c之間相鄰的關係作為用以縮回桿60的旋轉限制的旋轉限制裝置。因此,無需任何複雜的鎖止機構,縮回桿60可以穩固地固定在停止狀態。
在垂直運動框架36徑向向上完全縮回出第一和第二鏡頭群13e和13d直線縮回路徑的狀態中,縮回桿60的施力端60d鄰接弧形表面66a,該表面的中心位於縮回桿60轉軸60a的軸線上。因此,即使縮回桿60的角度改變,垂直運動框架36的垂直位置也不改變,且只要施力端60d鄰接弧形表面66a,其位置就能保持固定。
上面已經說明縮回機構從廣角極限位置到縮回位置的運作。另一方面,在從廣角極限位置到長焦極限位置的變焦範圍內,在一個固定位置上旋轉的螺紋環18正齒輪18c保持與中間齒輪64的齒輪部分64a嚙合,從而根據螺紋環18的旋轉使中間齒輪64旋轉。但是,從第二十三圖所示的廣角極限位置向長焦極限旋轉螺紋環18使得同軸齒輪61如第二十三圖中逆時針旋轉,即,在一個使旋轉傳遞突出部61a離開旋轉傳遞突出部60b的方向移動。因此,在從廣角極限位置到長焦極限位置的調焦範圍內,沒有旋轉力向縮回桿60傳遞,且縮回桿60固定在第二十三圖所示的角度位置。按照這種方式,縮回桿60的旋轉範圍可以最小化,從而防止變焦鏡筒尺寸增大。
當垂直運動框架36如第二十四圖所示向上縮回到偏離光軸的縮回位置Z2時,位於水平運動框架32臂部分32b上的位置限制面32e與位於水平驅動桿40上的運作插銷40b分離。位置限制面32e與運作插銷40b的這種分離使得水平運動框架32如第二十四圖所示,在水平運動框架偏置彈簧37的偏置力作用下,向左運動到使水平運動框架32的框架部分32a緊對著垂直運動框架36的運動限制框架36a的位置。從該狀態開始,一但垂直運動框架36向下運動到拍攝光軸Z1上,則水平運動框架32的傾斜面32d如圖24中的雙點劃線所示,與運作插銷40b接觸。傾斜面32d傾斜成根據垂直運動框架36的向下運動,將運作插銷40b引導到位置限制面32e側。因此,一但垂直運動框架36向下運動到拍攝位置,則運作插銷40b如第二十圖所示再次與位置限制面32e結合,而水平運動框架32的框架部分32a返回到其位於運動限制框架36a和運動限制框架36b之間的中間位置。
如上述,在變焦鏡頭(鏡筒)10的縮回操作中,該縮回桿60的旋轉運動使得該垂直運動框架36從拍攝光軸Z1上的位置升高到徑向縮回位置。因此,第三鏡頭群13e、低通濾波器13f和CCD 13g被徑向縮回到偏離光軸縮回位置Z2。
當徑向縮回光學元件被驅動到徑向縮回位置時,縮回桿60的施力端60d壓著垂直運動框架36的相接面的引導面66b,由此向上移動該框架36。因此,在縮回桿60旋轉移動預定角度之後,縮回桿60的施力端60d穿過在引導面66b和弧形面66a之間的邊界部分並緊靠弧形面66a,如第十三圖和第二十二圖所示。這樣,第三鏡頭群13e、低通濾波器13f和CCD 13g已經完成移動(徑向縮回)到偏離光軸縮回位置Z2。如上述,弧形面66a具有位於該縮回桿60的樞軸60a上的中心。因此,即便當縮回桿60被進一步在升高(縮回)方向(向上旋轉方向)(即,如第十三圖和第二十二圖所示的順時針方向)移出如第十三圖和第二十二圖所示的角座標時,施力端60d只沿著弧形面66a滑動。結果,用於在縮回方向移動垂直運動框架36的力沒有用盡。因此,即使縮回桿60的止動位置包括一些誤差,垂直運動框架36的位置在徑向縮回狀態中也不變動(改變),並且能夠得到高精確度的徑向縮回位置。也就是,該垂直運動框架36被阻止超出上面第十三圖和第二十二圖所示的徑向縮回位置。因此,在殼體11中的縮回空間SP不需要延伸而超過垂直運動框架36,並因此能夠製造小型化的變焦鏡筒10。
尤其是,該縮回桿60的旋轉驅動力從螺紋環18的旋轉中得到。該縮回桿60和螺紋環18經由中繼齒輪64互連,從而將環18的旋轉力傳遞給縮回桿60。當縮回桿60旋轉向上移動直到縮回桿60緊靠垂直運動框架36的弧形面66a時,該中繼齒輪64經由將正齒輪18c的週邊(齒頂部)與旋轉縮回部分64b的扁平部64b2緊靠而中斷上述的旋轉力的傳遞。在用於中斷從螺紋環18到縮回桿60的旋轉力的時間點中可以含有少量誤差。但是,如上述該框架36中形成的弧形面66a的功能,即使有時間點的誤差,該垂直運動框架36也被阻止從徑向縮回位置移動。
如第十三圖和第二十二圖所示,該縮回桿60依靠第三鏡頭群13e、低通濾波器13f和CCD 13g的徑向移動狀態的垂直運動框架偏置彈簧39的偏置力來支撐垂直運動框架36。該垂直運動框架偏置彈簧39為拉伸彈簧,並且當垂直運動框架36在從拍攝位置(拍攝光軸Z1)縮回到徑向縮回位置(偏離光軸縮回位置Z2)中向上移動時,該彈簧逐漸伸長。當彈簧39被拉伸時,該彈簧39的偏置力增加,並且在垂直運動框架36達到徑向縮回位置時,該偏置力變為最大值。因此,該垂直運動框架36被縮回桿60的施力端60d的強大偏置力擠壓,從而垂直運動框架36和縮回桿60的穩定性在縮回狀態中進一步提高。
儘管本發明已經基於上述例示的實施例進行了描述,但是本發明不只是限於特定實施例。例如,儘管上述實施例適於變焦鏡筒,但是本發明也適用於除了變焦鏡頭以外的鏡筒,只要該鏡筒能運行在拍攝狀態和非拍攝(縮回)狀態即可。
其中可以對本發明的具體實施例進行顯而易見的變更,這樣的修改也在本發明權利要求的精神和範圍內。應當指出包含其中的所有主題是例示性的而沒有限定本發明的範圍。
10...變焦鏡頭
11...殼體
12...可伸縮筒部分
13a...第一鏡頭群
13b...快門
13c...光圈
13d...第二鏡頭群
13e...第三鏡頭群
13f...低通濾波器
13g...CCD影像感測器
14a...控制電路
16...固定環部分
17...變焦齒輪
18...螺紋環
18c...正齒輪
20...直線引導環
22...直線引導環
23...直線引導環
24...支撐框架
25...支撐框架
26...凸輪環
30...CCD固定器
31...影像傳遞可撓性印刷線路板
32...水平運動框架
35...水平引導軸
36...垂直運動框架
37...水平運動框架偏置彈簧
38...垂直引導軸
39...垂直運動框架偏置彈簧
40...水平驅動桿
41...垂直驅動桿
43...第一運動構件
46...第一步進馬達
50...第二運動構件
53...第二步進馬達
60...縮回桿
60a...轉軸
60b...旋轉傳遞突出部
60c...扭轉彈簧
61...同軸齒輪
61a...旋轉傳遞突出部
62...中繼齒輪
63...中繼齒輪
64...中間齒輪
64a...齒輪部分
64b...旋轉縮回部分
64b1...大直徑柱形部分
64b2...扁平部
65...止動突出部
66...相接面
66a...弧形表面
66b...引導面
MZ...變焦馬達
SP...縮回空間
Z0...旋轉中心軸
Z1...拍攝光軸
Z2...縮回位置
下面將參考附圖對本發明做詳細說明,其中:第一圖係本發明用於一個可伸縮變焦鏡頭實施例,變焦鏡頭筒處於縮回狀態時的剖面圖;第二圖係第一圖中所示的變焦鏡頭處於拍攝狀態時的剖面圖;第三圖係變焦鏡頭的一部分在其廣角極限位置時的放大剖面圖;第四圖係變焦鏡頭的一部分在其長焦極限位置時的放大剖面圖;第五圖係一個方塊圖,表示具有如第一圖和第二圖中所示變焦鏡頭的相機電路配置;第六圖係一個概念圖,表示螺紋環和凸輪環的運動軌跡,以及第一鏡頭群和第二鏡頭群藉由凸輪環的運動而產生的運動軌跡;第七圖係一個概念圖,表示第一鏡頭群和第二鏡頭群中每一鏡頭群的組合運動軌跡,其中包括了螺紋環和凸輪環的運動軌跡;第八圖係第一圖和第二圖中所示變焦鏡頭的分解透視圖;第九圖係一個影像穩定機構和第八圖中所示徑向縮回機構的分解透視圖;第十圖係影像穩定機構和徑向縮回機構的前視透視圖,表示CCD固定器在第一圖所示變焦鏡頭處於縮回狀態時的縮回狀態;第十一圖係影像穩定機構和徑向縮回機構的前視透視圖,表示CCD固定器在變焦鏡頭處於拍攝狀態時的光軸前伸狀態;第十二圖係當從第十圖和第十一圖後側看去時,影像穩定機構一部分的後視透視圖;第十三圖係影像穩定機構和徑向縮回機構處於第十圖所示的狀態中,從光軸方向的前方看去時的前視圖;第十四圖係影像穩定機構和徑向縮回機構處於第十一圖所示的狀態中,從光軸方向的前方看去時的前視圖;第十五圖係變焦鏡頭在第一圖所示變焦鏡頭縮回狀態中的後視透視圖;第十六圖係支撐CCD固定器的水平運動框架和垂直運動框架,以及關聯元件的前視透視圖;第十七圖係第十六圖中所示水平運動框架和垂直運動框架,以及關聯元件的前視圖;第十八圖係第十六圖和第十七圖中所示水平運動框架和垂直運動框架,以及關聯元件的後視圖;第十九圖係沿著第十七圖中所示D1-D1線所作的,CCD固定器、水平運動框架、垂直運動框架和其他元件的剖面圖;第二十圖係第十六圖至第十七圖中所示元件和其他關聯元件的前視圖,表示在水平驅動桿作用下在水平方向中的影像穩定作用;第二十一圖係第二十圖中所示元件的前視圖,表示在垂直驅動桿運作下在垂直方向中的影像穩定作用;第二十二圖係影像穩定機構和徑向縮回機構元件的前視圖,表示CCD固定器、水平運動框架和垂直運動框架在縮回桿運作下的縮回狀態;第二十三圖係第二十二圖中所示元件的前視圖,表示CCD固定器、水平運動框架和垂直運動框架處於返回其相對拍攝位置的狀態中,在該位置中當縮回桿從垂直運動框架上脫離從而停止固定垂直運動框架時,CCD固定器位於拍攝光軸上;第二十四圖係第八圖所示元件的前視圖,表示水平驅動桿與CCD固定器、水平運動框架和垂直運動框架的垂直運動之間的關係;
11...殼體
18...螺紋環
18c...正齒輪
31...影像傳遞可撓性印刷線路板
32...水平運動框架
36...垂直運動框架
36f...彈簧鈎部分
36g...壓銷
37...水平運動框架偏置彈簧
38...垂直引導軸
39...垂直運動框架偏置彈簧
40...水平驅動桿
41...垂直驅動桿
41b...傾斜面
41c...彈簧鈎部分
42...桿轉軸
43...第一運動構件
43a...板部分
44...導閂
44b...導閂
45...傳動螺母構件
46...第一步進馬達
46a...傳動軸
50...第二運動構件
50a...板部分
51...導閂
51b...導閂
52...傳動螺母構件
53...第二步進馬達
53a...傳動軸
55...光感測器
56...光感測器
60...縮回桿
60a...轉軸
60c...扭轉彈簧
60d...施力端
61...同軸齒輪
62...中繼齒輪
63...中繼齒輪
64...中間齒輪
64a...齒輪部分
64b...旋轉縮回部分
65...止動突出部
66a...弧形表面
66b...引導面
Z0...旋轉中心軸
Z1...拍攝光軸
Z2...縮回位置

Claims (7)

  1. 一種鏡筒,其包括:徑向縮回光學元件,其構成拍攝光學系統的一部分,其中該徑向縮回的光學元件在拍攝光學系統光軸上的拍攝位置和偏離光軸位置上的徑向縮回位置之間移動;擺動構件,其對於平行於該光軸延伸的旋轉軸轉動,該擺動構件與徑向縮回光學元件連接,使得藉由其中的向前旋轉將徑向縮回光學元件從拍攝位置移動到徑向縮回位置,並藉由其中的向後旋轉將徑向縮回光學元件從徑向縮回位置移動到拍攝位置;及縮回位置固定裝置,其用於當擺動構件進一步向前轉動時,將徑向縮回光學元件維持在縮回位置,即使在徑向縮回光學元件從拍攝位置達到徑向縮回位置之後也是如此,該縮回位置固定裝置包括:弧形面,在光學元件固定器上形成,該固定器固定該徑向縮回光學元件,當該徑向縮回光學元件位於該徑向縮回位置時,該弧形面具有位於該擺動構件的樞軸上的中心,並與該擺動構件緊靠。
  2. 如申請專利範圍第2項之鏡筒,其中該光學元件固定器包括:徑向縮回引導面,與該弧形面連續形成,當該擺動構件緊靠該徑向縮回引導面時,該徑向縮回引導面經由旋轉移動該擺動構件來引導該徑向縮回光學元件在該拍攝位置和該徑向縮回位置之間移動。
  3. 如申請專利範圍第1項之鏡筒,進一步包括:偏置裝置,其用於將徑向縮回光學元件向拍攝位置偏置,其中該偏置裝置根據徑向縮回光學元件在該拍攝位置和該徑向縮回位置之間的移動來改變偏置力,使得當該徑向縮回光學元件位於該徑向縮回位置時,該偏置力最大。
  4. 如申請專利範圍第1項之鏡筒,其中該的徑向縮回光學元件在正交於光軸的方向上在拍攝位置和徑向縮回位置之間直線移動。
  5. 如申請專利範圍第1項之鏡筒,其中該徑向縮回光學元件包括在該拍攝光學系統的成像位置提供的影像感測器。
  6. 如申請專利範圍第1項之鏡筒,其中該擺動構件包括旋轉桿,其具有被平行於該光軸延伸的樞軸旋轉支撐的轉動端部,以及固定該徑向縮回光學元件的光學元件固定器接觸的施力端部。
  7. 如申請專利範圍第1項之鏡筒,進一步包括影像穩定器,當徑向縮回光學元件在該拍攝位置時,該穩定器偵測施加在該拍攝光學系統的振動,並將該徑向縮回光學元件在正交於該光軸的平面中移動,以依據該振動的方向和大小消除影像抖動。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4537931B2 (ja) * 2005-10-11 2010-09-08 Hoya株式会社 撮像素子の傾き調整機構
JP4917075B2 (ja) * 2008-07-04 2012-04-18 Hoya株式会社 レンズ鏡筒
CN101840045B (zh) * 2009-03-21 2013-07-31 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 具有多个成像单元的相机模组及其成像单元的切换方法
US8306750B2 (en) * 2009-08-18 2012-11-06 Plant Health Care, Inc. Computer-automated spatial analysis
JP5656005B2 (ja) * 2010-08-30 2015-01-21 コニカミノルタ株式会社 レンズ鏡胴及び撮像装置
JP2019095487A (ja) * 2017-11-17 2019-06-20 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd レンズ装置、撮像装置、及び移動体

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4887107A (en) * 1986-07-29 1989-12-12 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Camera
US6031998A (en) * 1997-10-01 2000-02-29 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Digital camera
US6771308B1 (en) * 1999-06-18 2004-08-03 Minolta Co., Ltd. Digital camera having blur detection

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4669848A (en) 1983-12-07 1987-06-02 Nippon Kogaku K. K. Camera having partially retractable taking optical system
JP2526847Y2 (ja) * 1989-06-20 1997-02-26 株式会社コパル カメラ用シャッターのセット機構
JPH0646314A (ja) 1992-01-14 1994-02-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 2次元駆動装置
JP2575125Y2 (ja) 1992-12-14 1998-06-25 旭光学工業株式会社 カメラの駆動力伝達装置
US5661609A (en) 1993-07-06 1997-08-26 Olympus Optical Co., Ltd. Lens mount
JPH114371A (ja) 1997-06-12 1999-01-06 Asahi Optical Co Ltd デジタルスチルカメラ
JP2003110928A (ja) 2001-10-01 2003-04-11 Minolta Co Ltd 撮像装置
JP3551174B2 (ja) 2001-10-01 2004-08-04 ミノルタ株式会社 電気機械変換素子を用いた移動ステージ
US7436435B2 (en) 2001-10-01 2008-10-14 Minolta Co., Ltd. Image taking device having image-blur compensator
JP3771909B2 (ja) 2002-02-21 2006-05-10 ペンタックス株式会社 沈胴式ズームレンズ鏡筒及びズームレンズ鏡筒の沈胴方法
JP3900282B2 (ja) * 2002-03-14 2007-04-04 ソニー株式会社 撮像装置及びズームレンズ
JP3956787B2 (ja) 2002-07-10 2007-08-08 コニカミノルタフォトイメージング株式会社 撮像装置
US6978088B2 (en) * 2002-08-27 2005-12-20 Pentax Corporation Optical element retracting mechanism for a retractable lens

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4887107A (en) * 1986-07-29 1989-12-12 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Camera
US6031998A (en) * 1997-10-01 2000-02-29 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Digital camera
US6771308B1 (en) * 1999-06-18 2004-08-03 Minolta Co., Ltd. Digital camera having blur detection

Also Published As

Publication number Publication date
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JP2006154678A (ja) 2006-06-15
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CN100514110C (zh) 2009-07-15
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GB0524526D0 (en) 2006-01-11
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CN1782768A (zh) 2006-06-07
GB2420871B (en) 2008-08-27
KR20060061269A (ko) 2006-06-07
US7471887B2 (en) 2008-12-30

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